專利名稱：可溶性四硼酸鹽作為紙張脫酸劑用于紙張脫酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用可溶性四硼酸鹽對酸化紙張，例如古籍紙張進行脫酸的方法；具體涉及一種可溶性四硼酸鹽作為紙張脫酸劑用于紙張脫酸的方法。
背景技術(shù)：
華夏文化，歷史悠久，璀璨奪目。據(jù)估計自“甲骨卜辭”有文字記載以來的中國歷代古籍文獻達八萬種之多?！肮偶笔侵袊糯鷷暮喎Q，是人類物質(zhì)文明和文化的主要載體和表征，是中華民族五千年的燦爛文明史給我們留下的一筆豐富的歷史文化遺產(chǎn)。但很多珍貴古籍因年代久遠、戰(zhàn)亂離喪、水火相侵、鼠嚙蠹蝕，還有環(huán)境的惡化導(dǎo)致大部分的古籍存在不同程度的破損，亟待保護和搶救。據(jù)統(tǒng)計，國家圖書館的古籍館現(xiàn)有古籍約140 萬冊件，但由于年代久遠，有些傳世的珍貴善本也是千瘡百孔、殘缺不全。時值今日，只減不增的傳世古籍愈加彌足珍貴。140萬冊古籍藏書中，輕度破損約占30%，中度、重度各為10%， 三項相加已近半數(shù)，尤其民國時期的古籍，破損更為嚴(yán)重。由于民國時期的造紙技術(shù)落后， 紙張含酸量高，有相當(dāng)部分民國線裝書PH值在3以下，紙張已經(jīng)發(fā)生嚴(yán)重酸化和霉變，失去了紙張應(yīng)有的機械強度，到了瀕于毀滅的地步。因此，如何保護好這些珍貴的古籍文獻，是擺在我們面前的一項緊迫而艱巨的任務(wù)。古籍破損的類型有蟲蛀、霉變、絮化、鼠嚙、火燼、紙張老化、酸化等，而酸化、老化是一個連續(xù)不斷的過程，所以，如果這些古籍目前不能得到有效的處理，就會繼續(xù)蔓延，甚至不可恢復(fù)。古籍的酸化指的是古籍紙張的酸性逐漸增強所出現(xiàn)的現(xiàn)象。具體呈現(xiàn)為紙張變脆、顏色變黃、發(fā)暗，機械強度降低，嚴(yán)重的將無法翻動，甚至碎成紙屑。在破損紙張中，酸化對古籍造成的損害占相當(dāng)大的比例，且將嚴(yán)重影響古籍的保存壽命。古籍文獻的PH值低于6. 2，就應(yīng)該進行去酸處理；如果低于5. 0，就必須進行去酸處理。紙張酸化帶來的危害已引起各國政府的高度重視，近年來，各國紛紛開展紙質(zhì)文物的脫酸處理工作。根據(jù)實驗，紙張PH值在5.0以下的書籍，保存時限最長只有200年。只要紙張內(nèi)含有酸性，即使古籍文獻只藏不用或處于良好的保存環(huán)境中，也不能抑制紙張發(fā)生質(zhì)變。針對酸化是古紙降解的主要因素，在修復(fù)古籍時，加入堿性化合物使紙張的PH值提高到中性或中性以上，即“脫酸”，從而阻斷纖維素的酸性水解以達到保護紙張避免破損的目的。因此，尋找適宜紙張脫酸的脫酸劑十分重要，在起到良好脫酸效果的同時盡量減少對紙張外觀等的影響。
目前常用于紙張脫酸的脫酸劑有氫氧化鈣、碳酸氫鈣、丙酸鈣、碳酸氫鎂、氫氧化鋇-甲醇溶液、氧化鎂、鎂鈦雙金屬醇鹽、甲氧基甲基碳酸鎂、乙氧基乙基碳酸鎂、甲基碳酸鎂和乙基碳酸鎂等。含鈣化合物去酸處理后的紙張pH值明顯提高，白度值也相應(yīng)增加，堿保留值增加。這些理化性能指標(biāo)的提高，將使文件的保存壽命延長100年以上，沉積在紙張上的含鈣化合物會減緩空氣中酸性氣體的污染。但氫氧化鈣、碳酸氫鈣的飽和溶液堿性較強，不適于現(xiàn)代紙張的中性處理。鎂的水溶性化合物去酸后紙張pH值可達9. 4 10. 4，堿殘留量為2. 0%。多余的就會自然地吸附在紙張表面，生成MgCO3作為堿性殘留物起到緩沖作用，能長期抵抗酸性物質(zhì)的侵蝕。但其脫酸處理后紙張的PH較高，對于紙張重量超過140g/m2，大幅面紙張、照片、 氧化鋅復(fù)印件及已脆化紙張均不適用，局限性較大。紙張老化試驗表明，紙張的機械強度有所降低，而且紙張返黃嚴(yán)重。非水系的脫酸劑中，氫氧化鋇一甲醇溶液脫酸后會使字跡擴散；甲氧基甲基碳酸鎂存在去酸不均勻，字跡褪色、長白斑、起皺變色和粘合劑滲出等問題，所以有一定的局限性；乙氧基乙基碳酸鎂去酸后，有助于提高紙張耐久性，可以延緩老化，但也出現(xiàn)了紙張變色、白色沉淀物、牛頓環(huán)、字跡的褪色和擴散、有一些難聞的氣味、紙張?zhí)幚砗蟮氖指胁煌叭ニ嵝Ч痪鶆虻痊F(xiàn)象。鎂的醇鹽則具有制備條件較為苛刻，工藝復(fù)雜等缺點，而且對圖書有不同程度的損害，被處理的圖書可能會加速吸收水分，有明顯的變色，同時出現(xiàn)了黃色和半透明的污點，不適合作為大規(guī)模脫酸劑。紙張脫酸已經(jīng)進行了幾十年，未見使用四硼酸鹽進行脫酸的報道，說明本專業(yè)技術(shù)人員并不能從現(xiàn)有脫酸劑材料簡單推理出可以使用四硼酸鹽進行脫酸。硼酸鹽包括有偏硼酸鹽、原硼酸鹽、和多硼酸鹽等。其中最重要的硼酸鹽是四硼酸鹽中的四硼酸鈉，俗稱硼砂(Na2B4O7 · IOH2O),可作為消毒齊IJ、保鮮防腐齊IJ、軟水齊 、洗眼水、月巴皂添加齊U、陶瓷的釉料和玻璃原料等，在工業(yè)生產(chǎn)中硼砂也有著重要的作用。與四硼酸鈉有著某些相似性質(zhì)的四硼酸鹽，其硼酸根中有兩個SP2雜化的BO3平面三角形和兩個SP3雜化的BO4四面體通過共用角頂0原子而聯(lián)結(jié)起來。四硼酸鹽的水溶液中，存在如下水解平衡
權(quán)利要求
1.一種可溶性四硼酸鹽作為紙張脫酸劑用于紙張脫酸的方法，其特征在于作為紙張脫酸劑的可溶性四硼酸鹽是指在室溫20°c時溶劑中溶解度大于0. 002g/ml的四硼酸鹽，所述可溶性四硼酸鹽是一種可溶性四硼酸鹽或幾種可溶性四硼酸鹽的混合物，可溶性四硼酸鹽可以任選地與其他脫酸劑混合使用；紙張脫酸劑的水溶液與不同類型的有機溶劑按體積比為100 0 10 90混合，上述紙張脫酸劑水溶液質(zhì)量濃度范圍在0. 005% 飽和，紙張脫酸劑用量為紙張質(zhì)量的0. 001 10倍，脫酸劑溶液與紙張接觸時間為0. 2 證。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用有機溶劑是甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇或甘油中的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述紙張脫酸劑實施脫酸的方式包括浸泡、 噴灑、霧化或超臨界流體脫酸所有使此可溶性脫酸劑與紙張接觸的脫酸行為。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所處理的紙張是現(xiàn)代紙或古紙。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所處理的紙張是單頁紙或多頁紙或書籍。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述紙張脫酸劑質(zhì)量濃度范圍在0.14 3. 52%，紙張脫酸劑溶液用量值為紙張質(zhì)量的0. 005 10倍，脫酸劑溶液與紙張接觸時間為 0. 6 2. 5h0
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所用的有機溶劑為乙醇，水與乙醇的體積比為 90 10 30 :70ο
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于上述幾種可溶性四硼酸鹽是四硼酸鋰、四硼酸鈉、四硼酸鉀或四硼酸鈣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可溶性四硼酸鹽作為紙張脫酸劑用于紙張脫酸的方法，取四硼酸鹽不同濃度的水溶液與不同類型的有機溶劑混合，采用浸泡、噴灑、霧化或超臨界處理等多種方式，對紙張，特別是酸化老化的紙張脫酸；可溶性四硼酸鹽用作紙張脫酸劑進行脫酸，能將紙張的pH值控制在理想的范圍，脫酸的過程未引起墨跡的擴散和紙張變色，而且在脫酸的同時增強了紙張的各項機械強度，四硼酸鹽還提供一定的抑制微生物的作用，經(jīng)四硼酸鹽溶液處理后，紙張的耐久性明顯提高。
文檔編號D21H25/18GK102268842SQ2011102128
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者劉春英, 方巖雄, 王彥娟, 譚偉, 鄭俊霞 申請人:廣東工業(yè)大學(xué)